Das Michelson-Interferometer
Abbildung 1: Schematischer Aufbau Das Michelson-Interferometer ist eine Appa-
ratur, die genutzt werden kann, um 1. die ¨Athertheorie zu verneinen
2. die Wellenl¨ange λ einer Lichtwelle zu be- stimmen.
Messung der Wellenl¨ange
Verschiebt man beispielsweise den Spiegel um
λ
2, so verl¨angert sich die Strecke s des Strahles um 2λ2, wodurch man, sofern vorher auf
dem Schirm ein Maxima abgebildet wurde, ein neues Maxima erh¨alt. Wenn man den Abstand des verstellbaren Spiegels nun kontinuierlich vergr¨oßert, so vergr¨oßert sich das Maxima 0.ter Ordnung, sodass es sich nach außen schiebt.
Ansatz: λ= 2nx (x: Verschiebung des Spiegels, n: Anzahl der Umdrehungen der Mikrometerschraube)
Zerst¨orung der ¨Athertheorie G¨abe es einen ¨Ather, dann sollten sich kleine ¨Anderungen im Interferenzmuster ergeben, wenn man die Apparatur dreht.
Diese ¨Anderung w¨urde sich ergeben, da die Geschwindigkeit des ¨Athers (30km/s) die Ge- schwindigkeit des Lichts ver¨andern w¨urde. Das heißt, auf einen ¨Ather der
”R¨uckenwind “ hat w¨urde zu der Lichtgeschwindigkeit noch einmal 30km/s hinzukommen, bei Gegenwind w¨urden 30km/s abgezogen werden. Da Seitenwind allerdings “schneller” ist als Gegenwind/R¨uckenwind sollte eine Ver¨anderung erkennbar sein!
Animationen:
http://leifi.physik.uni-muenchen.de/web ph12/versuche/07michelson/animation.htm http://galileoandeinstein.physics.virginia.edu/more stuff/flashlets/mmexpt6.htm
Aufgabenbeispiele
1. Bei einer Umdrehung der Mikrometerschraube am verstellbaren Spiegel des Interferome- ters (1 Umdrehung entspricht 0.005m) wechselt der mittlere Punkt 16 mal von hell nach dunkel und zur¨uck. Berechnen Sie die Wellenl¨ange des verwendeten Lasers.
(L¨osung:λ = 625nm)
2. Durch die Erw¨armung eines Alu-St¨abchen wird der Abstand eines Spiegels ge¨andert. Wie groß ist die L¨angen¨anderung bei 76 Interferenzringen?
(L¨osung: L¨angen¨anderung x= 23,75µm)
